[發(fā)明專利]一種基于平板狀扁管的太陽能恒溫即熱式熱水系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610154142.2
• 申請日: 2016-03-16
• 公開（公告）號: CN105674593A
• 公開（公告）日: 2016-06-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 高禹豐;高詩白
• 申請（專利權(quán)）人: 高詩白;高禹豐
• 主分類號: F24J2/24
• 分類號: F24J2/24;F24J2/40;F24J2/46;F24H1/18
• 代理公司: 廣州嘉權(quán)專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 44205
• 代理人: 馮劍明

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及太陽能熱水供應(yīng)系統(tǒng)，更具體地說，涉及一種基于平板狀扁管的太陽能恒溫即熱式熱水系統(tǒng)。

背景技術(shù)

太陽能熱水器中的太陽能集熱器，是目前太陽能利用中技術(shù)較成熟、使用最廣泛、實際社會接受率最好的一種產(chǎn)品；從全球范圍看，平板型太陽能集熱器和真空管太陽能集熱器同時在水箱內(nèi)輔以電能輔助加熱，是目前國內(nèi)及國際太陽能熱水器產(chǎn)品種類中的主流技術(shù)及產(chǎn)品模式。但是，真空管太陽能集熱器由于維護、安裝方式及安全性的限制，很難適應(yīng)高層建筑，同時集熱器采光面積的一次導(dǎo)熱利用比率較低，大部分真空玻璃管類集熱器其吸熱面積僅僅是其投影面積的10%左右，集熱器投影面積的利用率偏低，同時，還存在著夏季集熱器熱能收入過剩時易產(chǎn)生炸管或水箱溢水、出水量、出水溫度不穩(wěn)定且等熱時間長、特別是冬季反復(fù)電加熱造成能源浪費等諸多問題。

而平板型太陽能集熱器的平均熱效率雖略優(yōu)于真空玻璃管集熱器（平板熱效率一般為60%，真空玻璃管為50%），其主要原因是間接二次導(dǎo)熱采光有效面積遠大于真空管集熱器，因而通過間接二次傳導(dǎo)傳熱提高了一些效率；但由于流體通道銅管直徑一般選用10mm-18mm，致使其直接凈采光投影面積仍然很小，不到平板采光總面積的10%，僅僅靠增加間接采光面積強化二次導(dǎo)熱的功能，卻未能直接的充分利用總采光面積以增加一次導(dǎo)熱的面積。同時，由于乙二醇加水的防凍液體對鋁合金有較強的腐蝕作用，使得比較容易通過壓力加工即可成型的比較優(yōu)勢無法應(yīng)用在制造太陽能集熱器產(chǎn)品領(lǐng)域，故此目前國際、國內(nèi)太陽能集熱器使用材料還仍然囿于玻璃、銅管等材料范圍內(nèi)且至今難以突破。

前述兩種產(chǎn)品共同的不足之處不僅在于集熱器總采光面積未能充分利用，由于其直接吸熱工作部是管狀幾何體，導(dǎo)熱工質(zhì)的橫截面積無法扁平化，使其無法改善其投影面積的即時追蹤及捕集光能的幾何特征，因為加大管道直徑勢必導(dǎo)致水流的水力學(xué)直徑同比加大，則導(dǎo)致溫升緩慢；白天由于光照角度的不斷變化致使集熱器熱效率變化較大，呈靠天“吃飯”狀態(tài)；同時，當(dāng)該類集熱器靠天“吃飯”達不到設(shè)定水溫或防止結(jié)冰時，均采用在戶外的大水箱內(nèi)反復(fù)電加熱以補充熱能，故此，熱水成本驟然升高，不能形成低成本運行狀態(tài)的強化換熱過程，集熱器集熱、換熱模式及原理沒有新的突破；同時進入秋冬春季會有相當(dāng)多的冷水被放掉后才有熱水出來，洗浴者等待及調(diào)溫時會浪費大量的水。

由上分析，傳統(tǒng)的太陽能熱水器在節(jié)能減排、使用性能、實用性、建筑一體化等方面與目前的燃氣熱水器、電加熱熱水器的綜合性能的對比可知，傳統(tǒng)的太陽能熱水器在有些氣候特征地區(qū)尚未處于明顯的優(yōu)勢。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明提供一種基于平板狀扁管的太陽能恒溫即熱式熱水系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)實用可靠，吸熱利用率及加熱效率更高，更便于安裝及維護。

為了實現(xiàn)上述方案之功能要求，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

一種基于平板狀扁管的太陽能恒溫即熱式熱水系統(tǒng)，包括帶平板狀扁管的太陽能集熱器、水箱、與扁管連接的集管、置于水箱內(nèi)與集管連接的盤管以及與水箱連接的供水系統(tǒng)，所述水箱內(nèi)還設(shè)有回路管與盤管、集管以及扁管相連形成循環(huán)管路且循環(huán)管路內(nèi)設(shè)有用于傳遞熱量的換熱工質(zhì)，所述供水系統(tǒng)包括分水箱、第一溫控裝置和電加熱裝置，所述太陽能集熱器通過循環(huán)管路內(nèi)的換熱工質(zhì)將熱量傳遞至水箱，所述水箱連接各分水箱進行供水，當(dāng)分水箱內(nèi)的水溫未達到第一溫控裝置的設(shè)定值時，所述電加熱裝置對分水箱內(nèi)的水進行加熱至設(shè)定溫度。

優(yōu)選的，所述水箱設(shè)有第二溫控裝置、用于控制換熱工質(zhì)管路通斷的電磁閥以及補水裝置，所述循環(huán)管路中設(shè)有第三溫控裝置。

優(yōu)選的，所述供水系統(tǒng)包括一個以上的分水箱，各分水箱上分別設(shè)有第一溫控裝置和電加熱裝置，所述電加熱裝置為電磁感應(yīng)加熱裝置。

優(yōu)選的，所述分水箱為多腔體串聯(lián)式水箱。

更優(yōu)選的，所述太陽能集熱器的扁管的橫截面為矩形狀，所述扁管管體上沿橫截面方向均勻設(shè)置有多個微孔，所述扁管的壁厚及各微孔間的壁厚為1.0mm-1.5mm，所述微孔的直徑為1.0mm-2.0mm。

優(yōu)選的，所述扁管與集管采用脈動式熱管連接方式進行連接。

優(yōu)選的，所述扁管的寬度方向的朝陽光面上均勻設(shè)有帶狀凸點，所述扁管采用銅金屬、鋁合金或?qū)岬挠袡C材料制作而成。

優(yōu)選的，所述盤管與回路管連接處設(shè)有用于使換熱工質(zhì)循環(huán)流動的流體泵。